铝电解电容器用不同工艺腐蚀箔的对比研究

利用金相显微镜分析软质交流腐蚀箔、直交流腐蚀箔及硬质交流腐蚀箔的表面及断面蚀孔形貌,监测腐蚀箔恒电流阳极氧化过程中的升压曲线,并测试腐蚀箔阳极氧化后的比容、漏电流、抗拉强度及折弯次数.结果表明,软质交流腐蚀箔的蚀孔形貌呈灌木状;直-交流腐蚀箔的蚀孔呈乔木和灌木状分布,蚀孔中有部分大而稀疏的隧道孔,扩面倍率最小;而硬质交流腐蚀箔的蚀孔呈蜂窝状,孔洞细密,扩面倍率最大.直-交流腐蚀箔的漏电流最小,硬质交流腐蚀箔的抗拉强度及折弯次数最大.     

磁场作用下十二烷基苯磺酸钠对阳极铝箔的缓蚀性能及比电容的影响

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为缓蚀剂,通过在扩面增容过程中引入磁场系统研究了磁致涡流(MHD,Magnetohydrodynamics)效应对腐蚀箔缓蚀性能及比电容的影响规律。通过XRD、扫描电镜(SEM)、EDS、Tafel极化曲线以及交流阻抗曲线等手段对腐蚀箔的表面晶相、表面/截面形貌、S元素分布以及耐蚀性能进行研究。结果表明,MHD效应提高了电解液中DBS~-、NO_3-向箔面及孔内的传质速率,腐蚀箔表面SDBS吸附量及分布均一性提高,腐蚀箔失重降低耐蚀性能增强;同时蚀孔内NO_3~-含量增加,平均蚀孔长度及比表面积增大。对应的腐蚀箔缓蚀效率提高至62.36%比电容增大至65.39μF·cm~(-2)。与无MHD作用下制备的腐蚀箔相比,MHDT作用下所得腐蚀箔的缓释效率及比电容分别提高了15.10%和10.03%。     

用交流阻抗法研究缓蚀剂的缓蚀行为

交流阻抗方法目前被广泛的应用于金属电极测量体系.这种方法对于研究金属的阳极溶解过程,测量腐蚀速度以及探讨缓蚀剂的金属腐蚀的过程影响有独特的优越性.我们应用交流阻抗方法研究了SH-707铁缓蚀剂在HCI溶液中对于铁腐蚀的作用机理,缓蚀剂的电化学性质,并对缓蚀剂的缓蚀机理进行了初步讨论.     

高比容铝电极箔制造技术及其机理研究

高比容铝电极箔制造技术是实现铝电解电容器小型化的关键技术,本论文从提高铝电极箔电蚀扩面倍率及提高介质膜介电常数两个不同角度出发,对低压铝电极箔增容技术的机理及相关工艺进行了详细研究,大幅度地提高了国产铝电极箔比容水平,所取得的主要结论及创新性的结果如下: (1)提出了高纯铝在腐蚀性介质体系中发生点蚀时,蚀核萌生机制和蚀孔生长机制研究了高纯铝在不同腐蚀介质中点蚀萌生时的恒电位电化学电流噪声,结果表明:蚀核的萌生主要来自于高纯铝表面膜结构内部与表面的活性点;这些活性点主要与高纯铝表面膜结构与电化学条件相关,而与溶液组成并无直接关系;蚀核的萌生是高纯铝表面膜结构中活性点与侵蚀性离子的相互作用的结果.活性点能否萌生为蚀核受溶液中侵蚀性离子的攻击作用与缓蚀性离子的保护作用共同影响,因此也受溶液组成的影响;Cl浓度的增加可提高蚀核的萌生几率,而SO2-4离子的加入则大幅度降低了高纯铝在含Cl溶液中蚀核萌生几率. (2)对高纯铝交流腐蚀机理进行了研究,首次提出了Cl氧空位输运侵蚀机制,以及SO2-4氧空位缓蚀作用机制采用三角波动电位扫描法研究了高纯铝交流腐蚀机理,提出了Cl通过存在于侵蚀膜内微晶晶界上的氧空位输运,从而对铝基体进行侵蚀的机制.并利用上述机制对相关实验现象进行了解释.对SO2-4在铝电极箔电蚀扩面工程中缓蚀作用机理进行了研究,指出SO2-4的独特缓蚀作用为:在点蚀萌生时,通过氧空位阻断机制阻止蚀孔萌生,但一旦蚀孔生成,促进蚀孔迅速增大,同时蚀孔内发孔数量增加.因此一定量SO2-4的添加有利于铝电极箔海绵层结构的生成. (3)建立了YF基元生长模型对铝电极箔理论扩面倍率进行了计算针对已有的铝电极箔理论扩面倍率计算模型不能准确反映中低压铝电极箔的海绵状蚀孔特征的缺点,提出了YF基元生长模型对铝电极箔理论扩面倍率进行了较为准确地计算.结果表明:目前实际的扩面倍率在高压部分与理论扩面倍率很接近,但在中低压部分实际扩面倍率与理论扩面倍率相差较大.因此高压铝电极箔通过电蚀扩面提高比容的前景较小,而对于中低压铝电极箔,提高单位面积静电容量的余地还很大. (4)研究了交流发孔工艺发孔工艺是铝电极箔电蚀扩面工程中的关键工艺,本文分析对比了低压铝电极箔交流发孔工艺与直流发孔工艺.对交流发孔工艺进行了工艺研究,优选出了一套较好的交流发孔工艺参数,该工艺与常规蚀孔生长工艺进行配套后,腐蚀箔比容在51Vf时可达到18.8μF/cm2. (5)研究了高介电常数的介质膜生长技术提高铝电极箔介质膜的介电常数可大幅度地提高铝电极箔比容.本文研究了一系列与目前工业联动腐蚀、化成线具有良好兼容性的后处理增容技术,并对相关机制进行了研究.其中经过磷酸-铬酸处理或胺类溶液处理,提高铝氧化膜内γ'-Al2O3或γ-Al 2O3的含量,在合适的工艺条件下,国产铝电极箔比容在51Vf下分别可增容37.5%和35%.首次提出并研究了通过无机盐水解的技术途径在铝介质膜内复合高介电常数阀金属氧化物,在实验室工艺条件下,铝电极箔比容在51Vf下可增容45.6%.目前该技术已申请国家发明专利. (6)将小波及小波包信号分解及重构引入测试信号的分析处理中,取得了良好效果在高纯铝点蚀机理的研究方面,首次提出了电化学噪声小波包分解子带能量谱分析技术,该分析技术具有表现电化学噪声信号"指纹"特征的能力,对腐蚀体系、腐蚀类型及腐蚀状态都具有较强的敏感性.对高纯铝变频腐蚀机制所进行的研究中,采用小波包时频分解,证明了高纯铝变频腐蚀动力学机制仍服从Tafel关系.首次基于小渡包分解与信号重构方法,给出了在进行变频腐蚀动力学机制研究中动力学参数βa的实时测量方法.     

电容器用铝箔交流腐蚀理论扩面倍率K的计算机模拟计算*

建立了YF基元生长模型来模拟腐蚀箔形态,并利用该模型计算了各种形成电压下的理论扩面倍率,所得到的结果介于C.G.Dunn的圆孔模型和永田佐也的方孔模型之间。结果显示：目前近高压区（＞300V）的实际扩面倍率与理论扩面倍率已很接近,通过电蚀扩面的前景较小,而对于中低压腐蚀箔,单位面积的静电容量的提高余地还很大。     

以米糠提取液为主料的气相缓蚀剂的缓蚀性能

开发环境友好型缓蚀剂是缓蚀剂技术发展的必然趋势,从天然物中提取有效成分作为缓蚀剂就是途径之一,采用气相缓蚀剂可以有效减轻腐蚀,适应可持续发展的要求.用酸化浸取法从米糠中提取植酸,复配成了气相缓蚀剂;采用失重、极化曲线和阻抗测试等评价了该缓蚀剂的气相缓蚀效率,并对其缓蚀机理进行了初步探讨.结果表明:该缓蚀剂对碳钢的气相腐蚀有良好的缓蚀效果,缓蚀率可达97%;该缓蚀剂为阳极吸附型缓蚀剂,符合Langmuir吸附等温式.     

高压阳极铝箔扩孔缓蚀剂的试验与理论研究

高压阳极铝箔在扩孔腐蚀溶液中加入缓蚀剂可提高铝箔的扩面效果,本文采用量子化学计算结合失重法、电化学阻抗法、扫描电镜实验,对硫脲、磺胺、油酸咪唑啉抑制铝箔电化学扩孔阶段的全面腐蚀进行理论研究。试验结果表明:油酸咪唑啉分子吸附活性中心集中在咪唑环上,与铝箔表面金属发生交互作用产生吸附,磺胺分子活性吸附中心在苯环以及N,O原子上,硫脲分子的吸附活性中心在S原子上。三种缓蚀剂在铝箔表面的吸附,有效缓解了扩孔时的并孔,提高了铝箔比电容。油酸咪唑啉在铝箔表面的吸附作用强,不容易进入蚀孔内部,对铝箔缓蚀扩面效果最好。     

影响铝阳极在NaCl溶液中放电性能因素的研究

为了减缓铝空气电池中铝阳极的自腐蚀及Cl-的腐蚀,在电解液中添加CeCl3可有效控制铝阳极的腐蚀.采用电化学阻抗谱(EIS),结合铝阳极双层模型,研究了缓蚀剂CeCl3浓度、含有CeCl3电解液的温度、pH值对铝阳极放电性能的影响,确定了铝阳极最佳放电条件:缓蚀剂CeCl3的浓度为500 mg/L,含有CeCl3电解液的温度为30℃,pH值在5～6之间.组装模拟电池进行放电性能测试,放电曲线表明,铝阳极在含有缓蚀剂CeCl3的3.5%NaCl溶液中的放电性能远好于在空白溶液中的性能.     

海水中钨酸盐复合缓蚀剂对碳钢的缓蚀性能

将海水用于工业可大量节省淡水资源,但海水会对金属设备产生严重腐蚀.采用失重法、极化曲线和表面分析技术就海水中钨酸盐复合缓蚀剂对碳钢(A3)的缓蚀性能及缓蚀机理进行了研究,确定了与钨酸盐具有较好协同效应的缓蚀剂配方.结果表明:单一的钨酸盐对海水中碳钢的缓蚀率随其浓度的增加而增加,浓度低缓蚀率低,40 mg/L以下会加速碳钢腐蚀;四元复合缓蚀剂中钨酸盐、柠檬酸、HEDP和锌盐浓度分别为30,40,10,3 mg/L时,对A3钢的缓蚀率超过93%;单一钨酸盐及其复合缓蚀剂均为阳极型缓蚀剂;添加缓蚀剂后A3钢表面以氧化铁为主要成分,钨与磷也参与了不溶性沉淀膜的形成,有效地抑制了海水对碳钢的腐蚀.     

20钢在H2S溶液中的应力腐蚀开裂行为研究

采用电化学极化、慢应变拉伸、外加极化电位等方法对20钢在饱和H2S溶液中的应力腐蚀及其预防措施进行了研究.研究结果表明,20钢在饱和H2S水溶液中具有很高的应力腐蚀敏感性;在饱和H2S水溶液中对20钢进行适当的阳极或阴极极化均可降低20钢的应力腐蚀开裂敏感性,但阳极极化效果最为明显;在饱和H2S水溶液中添加咪唑啉缓蚀剂、硫脲-吡啶复配缓蚀剂都能显著降低20钢的应力腐蚀开裂敏感性.     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

可燃气体检测报警器测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了可燃气体检测报警器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。     

心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定与表示方法。     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.